EP3828434A1 - Jambe de force de véhicule automobile - Google Patents

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EP3828434A1
EP3828434A1 EP20209358.9A EP20209358A EP3828434A1 EP 3828434 A1 EP3828434 A1 EP 3828434A1 EP 20209358 A EP20209358 A EP 20209358A EP 3828434 A1 EP3828434 A1 EP 3828434A1
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EP
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spring
support ring
coil
annular housing
cup
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EP3828434B1 (fr
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Olivier Cubaud
Aymeric ROGER
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Renault SAS
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Renault SAS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04—Wound springs
    • F16F1/12—Attachments or mountings
    • F16F1/126—Attachments or mountings comprising an element between the end coil of the spring and the support proper, e.g. an elastomeric annulus

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for supporting an axial end of a spring for a motor vehicle strut.
  • the invention also relates to a method of assembling the coil spring on the cup of the strut with the interposition of a retaining element for the associated end of the spring.
  • a motor vehicle conventionally comprises a suspension system allowing the connection between a set of unsprung masses and a set of suspended masses.
  • the suspension comprises, among other things, a strut - also called a suspension and / or damping strut - which comprises a shock absorber and a coaxial coil spring.
  • the strut makes it possible to maintain the lower body of the set of suspended masses at a determined distance above the ground, called body height "H” or even "ground clearance".
  • the shock absorber has a cylindrical body and a rod mounted telescopically in the shock absorber body.
  • the coil spring is arranged coaxially with the body of the shock absorber. It is generally mounted prestressed in compression between an upper cup fixed to the upper end of the rod, and a lower cup fixed to the body of the shock absorber.
  • the lower cup comprises an annular element for retaining the spring on the upper face of the lower cup.
  • the invention relates more particularly to a motor vehicle strut comprising in particular a helical spring, a cup axial bearing of an axial end coil of the spring which comprises a gutter-shaped annular housing which is open axially in the direction of the axial end coil of the spring, and a bearing ring of the coil of axial end of the spring which is housed in the annular housing of the cup, at least on an angular sector of the annular housing.
  • the spring-support ring assembly is housed in a gutter-shaped housing of the cup.
  • a cup 10 in the general form of a disc which is delimited by an upper face 12 and a peripheral lateral edge 14.
  • the cup 10 comprises a housing 16 in the form of an annular gutter which extends here over approximately three quarters of a turn and which is angularly delimited by two end edges 18 and 20.
  • the annular housing 16 has a substantially U-shaped section open vertically upwards and it is delimited by two internal vertical side faces which are opposite radially outer 22 and radially inner 24, as well as by a bottom bottom face 26.
  • the housing 16 is able to receive a support ring 28 of complementary shape which extends for example angularly over the entire angular length of the housing 26.
  • the support ring 28 thus extends for example over three quarters of a turn and it is angularly delimited by two end edges 30 and 32.
  • the support ring 28 is delimited laterally by two opposite vertical lateral faces, radially outer 34 and radially inner 36, as well as by a bottom bottom face 38 and by an upper face 40 parallel to the general plane, here horizontal, in which s 'extends the cup 10.
  • the support ring 28 In its upper face 40, the support ring 28 comprises an axial groove 42 which is open vertically upwards and which is here of semi-circular section.
  • the axial groove 42 of the support ring 28 is dimensioned to receive, preferably over its entire angular length, a free end section of the last lower axial end turn of a helical compression spring not shown at the figure 1 .
  • each of the side faces 34 and 36 of the support ring 28 comprises, here substantially at mid-height, a groove of semi-circular section, 35 and 37 respectively, each of which is open radially towards outward and inward respectively.
  • Each groove 35, 37 is here a continuous groove which extends over the entire angular length of the support ring 28.
  • the support ring 28 and the free end section 50 of the lower end turn of the helical spring of the strut is received in the groove 42 and it is made integral with the support ring 28 - for example by gluing - to form a sub-assembly 28-spring support ring 50 which is then assembled with the cup 10.
  • each of the two side faces 22 and 24 of the housing 16 of the cup 10 comprises, substantially at mid-height, a rib of semi-circular section 23, 25 respectively which projects radially and whose dimensions are complementary to the grooves 35, 37 respectively of the support ring 28.
  • This design allows, as can be seen in particular on the right side of the figure 2 , to fit the support ring 28 - integral with the axial end coil 50 - in the housing 16.
  • This elastic interlocking - also called “clipping” or “clipping” - is carried out by inserting the ring d 'support 28 in the housing 16, according to the respective angular orientation illustrated in figures 3 and 4 , then by exerting an axial engagement force, the application of which is facilitated by the great rigidity of the axial end coil of the spring.
  • each rib 23, 25 is received in its associated rib 35, 37 of the support ring 28.
  • the cup 10 may include a radial abutment surface 13 against which the end face 18 of the support ring 28 is positioned in angular support.
  • the ribs 23 and 25 are not continuous all along the side faces 22 and 24, but consist of a succession of discrete rib sections which are distributed angularly for example as a function of the forces exerted by the spring and / or for optimize a reduction in the mass of the cup 10 which is for example produced by molding in plastic material.

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Abstract

La présente invention a pour objet une jambe de force de véhicule automobile comportant un ressort hélicoïdal, une coupelle (10) d'appui d'une spire (50) d'extrémité axiale du ressort qui comporte un logement annulaire (16) qui est ouvert axialement en direction de la spire (50) d'extrémité axiale du ressort, et un anneau (28) d'appui de la spire (50) d'extrémité axiale du ressort qui est logé dans le logement (16) de la coupelle (10), au moins sur un secteur angulaire du logement annulaire (16), caractérisée en ce que l'anneau d'appui (28) est solidaire de la spire (50) d'extrémité axiale du ressort pour former un sous-ensemble ressort (50)-anneau d'appui (28), et en ce que le sous-ensemble ressort (50)-anneau d'appui (28) est emboîté élastiquement dans le logement annulaire (16) de la coupelle (10) par un ensemble de nervures (23, 25) et rainures (35, 37) complémentaires.

Description

    Domaine technique de l'invention
  • L'invention concerne un agencement d'appui d'une extrémité axiale d'un ressort pour une jambe de force de véhicule automobile.
  • L'invention concerne aussi un procédé d'assemblage du ressort hélicoïdal sur la coupelle de la jambe de force avec interposition d'un élément de maintien de l'extrémité associée du ressort.
    • Arrière-plan technique
  • Un véhicule automobile comprend classiquement un système de suspension permettant la liaison entre un ensemble de masses non suspendues et un ensemble de masses suspendues.
  • La suspension comprend entre autre une jambe de force - aussi appelée jambe de suspension et/ou d'amortissement - qui comporte un amortisseur et un ressort hélicoïdal coaxial.
  • La jambe de force permet de maintenir le bas de caisse de l'ensemble de masses suspendues à une distance déterminée au-dessus du sol, appelée hauteur de caisse "H" ou encore "garde au sol".
  • L'amortisseur comporte un corps cylindrique et une tige montée télescopique dans le corps de l'amortisseur.
  • Le ressort hélicoïdal est agencé coaxialement au corps de l'amortisseur. Il est généralement monté précontraint en compression entre une coupelle supérieure fixée à l'extrémité supérieure de la tige, et une coupelle inférieure fixée au corps de l'amortisseur.
  • La coupelle inférieure comprend un élément annulaire pour le maintien du ressort sur la face supérieure de la coupelle inférieure.
  • L'invention concerne plus particulièrement une jambe de force de véhicule automobile comportant notamment un ressort hélicoïdal, une coupelle d'appui axial d'une spire d'extrémité axiale du ressort qui comporte un logement annuaire en forme de gouttière qui est ouvert axialement en direction de la spire d'extrémité axiale du ressort, et un anneau d'appui de la spire d'extrémité axiale du ressort qui est logé dans le logement annulaire de la coupelle, au moins sur un secteur angulaire du logement annulaire.
  • L'allégement souhaitable des pièces de suspension conduit à une solution qui combine une coupelle inférieure de ressort en matière plastique et à un anneau intermédiaire d'appui de la spire d'extrémité axiale du ressort qui est rendu solidaire de l'extrémité inférieure associée du ressort hélicoïdal.
  • Selon une conception connue, l'ensemble anneau d'appui-ressort vient se loger dans un logement en forme de gouttière de la coupelle.
  • Une telle conception présente notamment deux risques de mauvais fonctionnement.
  • Il peut se produire un vrillage de l'anneau d'appui du ressort entrainé par le ressort. Ce phénomène a déjà été reproduit lors d'essais d'endurance.
  • La liberté de mouvement de la spire inférieure du ressort et de l'anneau d'appui du ressort présente aussi un risque en cas de rupture du ressort.
    • Résumé de l'invention
  • Afin d'éviter le vrillage de l'anneau d'appui du ressort dans la coupelle lors du fonctionnement de la jambe de force, et d'assurer un maintien de l'anneau d'appui et de la dernière spire du ressort en cas de rupture du ressort, l'invention propose une jambe de force du type mentionné précédemment, caractérisée :
    • en ce que l'anneau d'appui est solidaire de la spire d'extrémité axiale du ressort pour former un sous-ensemble ressort-anneau d'appui ;
    • et en ce que le sous-ensemble ressort-anneau d'appui est emboîté élastiquement dans le logement annulaire.
  • Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
    • au moins une face latérale interne du logement annulaire comporte au moins une nervure qui coopère avec une portion complémentaire associée de l'anneau d'appui ;
    • chacune de deux faces latérales internes opposées du logement annulaire comporte une nervure qui coopère avec une portion complémentaire de l'anneau d'appui ;
    • au moins une nervure est une nervure continue qui s'étend angulairement tout le long de la face interne du logement annulaire ;
    • au moins une nervure est constituée d'une série de tronçons de nervure qui sont répartis angulairement le long de la face latérale interne du logement annulaire ;
    • chaque portion complémentaire de l'anneau d'appui est une portion de rainure complémentaire de la nervure associée ;
    • la coupelle est réalisée en matière plastique ;
    • l'anneau d'appui est rendu solidaire de la spire d'extrémité axiale du ressort par surmoulage, et/ou par collage et/ou par emboîtement élastique ;
    • l'anneau d'appui est réalisé en matériau élastomère naturel ou synthétique, ou en matière plastique.
  • L'invention propose aussi un procédé d'assemblage des composants d'une jambe de force selon l'invention, caractérisé en ce qu'il consiste à :
    • rendre l'anneau d'appui solidaire de la spire d'extrémité axiale du ressort hélicoïdal pour réaliser un sous-ensemble ressort-anneau d'appui ;
    • emboîter élastiquement le sous-ensemble ressort-anneau dans le logement annulaire de la coupelle.
    Brève descriptions des figures
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
    • [Fig.1] - la figure 1 est une vue en section par un plan axial d'un ensemble d'appui à coupelle et anneau d'appui selon l'état de la technique ;
    • [Fig.2] - la figure 2 est une représentation schématique des composants d'un ensemble d'appui selon l'invention qui illustre leur procédé d'assemblage ;
    • [Fig.3] - la figure 3 est une vue en perspective de dessus des composants de l'ensemble d'appui selon l'invention ;
    • [Fig.4] - la figure 4 est une vue de dessus de l'ensemble illustré à la figure 3 ;
    • [Fig.5] - et la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 4 qui illustre une variante de réalisation des moyens de retenue par emboîtement élastique de l'anneau d'appui dans le logement de la coupelle.
    Description détaillée de l'invention
  • Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par des mêmes références.
  • On adoptera une orientation axiale dirigée de bas en haut selon l'axe de la jambe de force commun à l'amortisseur et au ressort hélicoïdal, comme indiqué par l'axe "A" de la figure 1, les termes « inférieur » et « supérieur » étant définis par rapport à cette orientation axiale. On adoptera aussi des orientations radiales dirigées orthogonalement à l"axe A, depuis l'intérieur vers l'extérieur selon la proximité avec l'axe A de l'amortisseur.
  • Pour la description complète d'un exemple d'une jambe de force, on peut par exemple se reporter au document FR-A1-3.075.104 . On a représenté à la figure 1 une coupelle 10 en forme générale de disque qui est délimitée par une face supérieure 12 et un bord latéral périphérique 14.
  • La coupelle 10 comporte un logement 16 en forme de gouttière annulaire qui s'étend ici sur environ trois quarts de tour et qui est délimitée angulairement par deux bords d'extrémité 18 et 20.
  • Le logement annulaire 16 est de section sensiblement en U ouvert verticalement vers le haut et il est délimité par deux faces latérales verticales internes et opposées radialement extérieure 22 et radialement intérieure 24, ainsi que par une face inférieure de fond 26.
  • Sur toute sa longueur angulaire, le logement 16 est apte à recevoir un anneau d'appui 28 de forme complémentaire qui s'étend par exemple angulairement sur toute la longueur angulaire du logement 26.
  • L'anneau d'appui 28 s'étend ainsi par exemple sur trois quarts de tour et il est délimité angulairement par deux bords d'extrémité 30 et 32.
  • L'anneau d'appui 28 est délimité latéralement par deux faces latérales verticales opposées radialement extérieure 34 et radialement intérieure 36, ainsi que par une face inférieure de fond 38 et par une face supérieure 40 parallèle au plan général, ici horizontal, dans lequel s'étend la coupelle 10.
  • Dans sa face supérieure 40, l'anneau d'appui 28 comporte une gorge axiale 42 qui est ouverte verticalement vers le haut et qui est ici de section semi-circulaire.
  • La gorge axiale 42 de l'anneau d'appui 28 est dimensionnée pour recevoir, de préférence sur toute sa longueur angulaire, un tronçon d'extrémité libre de la dernière spire d'extrémité axiale inférieure d'un ressort hélicoïdal de compression non représenté à la figure 1.
  • Comme on peut le voir à la figure 2, et conformément à l'invention, chacune des faces latérales 34 et 36 de l'anneau d'appui 28 comporte, ici sensiblement à mi-hauteur, une rainure de section semi-circulaire, 35 et 37 respectivement dont chacune est ouverte radialement vers l'extérieur et vers l'intérieur respectivement.
  • Chaque rainure 35, 37 est ici une rainure continue qui s'étend sur toute la longueur angulaire de l'anneau d'appui 28.
  • De plus, comme on peut le voir à la partie gauche de la figure 2, l'anneau d'appui 28 et le tronçon d'extrémité libre 50 de la spire d'extrémité inférieure du ressort hélicoïdal de la jambe de force est reçu dans la gorge 42 et il est rendu solidaire de l'anneau d'appui 28 - par exemple par collage - pour former un sous-ensemble anneau d'appui 28-ressort 50 qui est ensuite assemblé avec la coupelle 10.
  • Pour assurer la fixation de ce sous-ensemble 28-50 sur la coupelle 10, par emboîtement élastique de l'anneau d'appui 28 dans le logement 16, chacune des deux faces latérales 22 et 24 du logement 16 de la coupelle 10 comporte, sensiblement à mi-hauteur, une nervure de section semi-circulaire 23, 25 respectivement qui s'étend radialement en saillie et dont les dimensions sont complémentaires des rainures 35, 37 respectivement de l'anneau d'appui 28.
  • Cette conception permet, comme on peut le voir notamment à la partie droite de la figure 2, d'emboiter l'anneau d'appui 28 - solidaire le la spire d'extrémité axiale 50 - dans le logement 16. Cet emboîtement élastique - aussi appelé « clippage » ou « clipsage » - s'effectue en introduisant l'anneau d'appui 28 dans le logement 16, selon l'orientation angulaire respective illustrée aux figures 3 et 4, puis en exerçant un effort axial d'emboîtement dont l'application facilitée par la grande rigidité de la spire d'extrémité axiale du ressort.
  • A l'issue de l'assemblage, chaque nervure 23, 25 est reçue dans sa nervure associée 35, 37 de l'anneau d'appui 28.
  • Comme on peut le voir notamment à la figure 3, pour le positionnement angulaire relatif de l'anneau d'appui 28 par rapport au logement complémentaire 16, la coupelle 10 peut comporter une surface radiale de butée 13 contre laquelle la face d'extrémité 18 de l'anneau d'appui 28 est positionnée en appui angulaire.
  • Selon la variante illustrée schématiquement à la figure 5, les nervures 23 et 25 ne sont pas continues tout le long des faces latérales 22 et 24, mais sont constituées par une succession de tronçons discrets de nervure qui sont répartis angulairement par exemple en fonction des efforts exercés par le ressort et/ou pour optimiser une réduction de la masse de la coupelle 10 qui est par exemple réalisée par moulage en matière plastique.
  • Sans sortir du cadre de l'invention, par une inversion mécanique simple, il est possible de réaliser les rainures dans les faces latérales internes du logement 28, et les nervures complémentaires sur les faces latérales externes de l'anneau d'appui 28.

Claims (10)

  1. Jambe de force de véhicule automobile comportant :
    - un ressort hélicoïdal ;
    - une coupelle (10) d'appui d'une spire (50) d'extrémité axiale du ressort qui comporte un logement annulaire (16) en forme de gouttière qui est ouvert axialement en direction de la spire (50) d'extrémité axiale du ressort ;
    - un anneau (28) d'appui de la spire (50) d'extrémité axiale du ressort qui est logé dans le logement annulaire (16) de la coupelle (10), au moins sur un secteur angulaire du logement annulaire, caractérisée :
    - en ce que l'anneau d'appui (28) est solidaire de la spire (50) d'extrémité axiale du ressort pour former un sous-ensemble ressort (50) - anneau d'appui (28) ;
    - et en ce que le sous-ensemble ressort (50)-anneau d'appui (28) est emboîté élastiquement dans le logement annulaire (16) de la coupelle (10).
  2. Jambe de force selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins une face latérale interne (22, 24) du logement annulaire (16) comporte au moins une nervure (23, 25) qui coopère avec une portion complémentaire associée (35, 37) de l'anneau d'appui (28).
  3. Jambe de force selon la revendication 2, caractérisée en ce que chacune de deux faces latérales internes opposées (22, 24) du logement annulaire (16) comporte une nervure (23, 25) qui coopère avec une portion complémentaire (35, 37) de l'anneau d'appui (28).
  4. Jambe de force selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce qu'au moins une nervure (23, 25) est une nervure continue qui s'étend angulairement tout le long de la face latérale interne (22, 24) du logement annulaire (16).
  5. Jambe de force selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce qu'au moins une nervure (23, 25) est constituée d'une série de tronçons de nervure qui sont répartis angulairement le long de la face latérale interne (22, 24) du logement annulaire (16).
  6. Jambe de force selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisée en ce que chaque portion complémentaire de l'anneau d'appui (28) est une portion de rainure (35, 37) complémentaire de la nervure associée (23, 25).
  7. Jambe de force selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la coupelle (10) est réalisée en matière plastique.
  8. Jambe de force selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'anneau d'appui (28) est rendu solidaire de la spire (50) d'extrémité axiale du ressort par surmoulage, et/ou par collage et/ou par emboîtement élastique.
  9. Jambe de force selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'anneau d'appui (28) est réalisé en matériau élastomère naturel ou synthétique.
  10. Procédé d'assemblage des composants d'une jambe de force selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il consiste à :
    - rendre l'anneau d'appui (28) solidaire de la spire (50) d'extrémité axiale du ressort hélicoïdal pour réaliser un sous-ensemble ressort (50)-anneau d'appui (28) ;
    - emboîter élastiquement le sous-ensemble ressort (50)-anneau d'appui (28) dans le logement annulaire (16) de la coupelle (10).
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